能源技术的成就反映了产业的进步程度。在太阳能方面，今年最受瞩目的是高效产品正式进军市场，例如PERC工艺与N-Type电池。彩色甚至透明的电池让太阳能建筑一体化的发展更进一步。风能、电动车与储能系统等方面也有许多进展，新能源正往下一个世代迈进。
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| 太阳能等再生能源的技术仍在进展当中。(照片来源：jigedine via Flickr) |
发电效率是太阳能科技的改良重点。今年，可提升P-type单晶电池转换效率的射极钝化及背电极(Passivated Emitter and Rear Cell, PERC)技术正式进入市场，台湾已有旭泓、昱晶、新日光稳定量产，其他国家则有中国大厂晶澳以及德商SolarWorld等公司。导入PERC工艺仅需增添部分设备，比起其他新一代技术而言，不须增加太多成本即可明显提升电池的效率，因而大受欢迎，具优秀的商业化潜能。
PERC技术是以硅化镍(SiNx)或Al2O3(氧化铝)在电池背面形成钝化层的背反射器，藉著增加光波吸收来提升电池的光电转换效率。导入PERC工艺的单晶电池效率可提升约1%，于系统发电端而言，可大幅提升发电表现并降低每瓦的发电成本。然而，光衰(Light Inuced Degradation, LID)问题会影响发电效益，N-Type电池因而成为另一个注目焦点。
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与P-Type单晶电池相比，N-Type电池几乎没有光衰问题，可维持稳定的发电效率。同时，N-Type电池组成双面电池后的转换效率可上看22%，比PERC工艺下的P-Type电池两年内预期达成的目标(21%)还高，因此成为单晶高效电池的另一个发展方向。
然而，制作N-type电池所需之设备、技术复杂，从外延片阶段的成本就比P-type更高，也因此使N-type电池的成本仍远高于市场均价。SunPower、Panasonic等厂商为N-Type电池的龙头，台湾有新日光与英稳达在今年展出双面的N-type电池。在产品的市场价格仍低迷的状况下，N-Type电池虽开启了电池效率的新世代，但距离商业化仍有距离。
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| 单晶太阳能电池的效率提升是目前最重要的科技发展方向。(照片来源：Oregon Department of Transportation via Flickr) |
目前，常见的太阳能电池转换效率上限分别是：单晶硅太阳能电池25%，多晶硅电池20.4%，CIGS薄膜电池19.8%、CdTe薄膜电池19.6%；从成品来看，单晶电池的效率约为19.4%，多晶则介于17.4~17.6%，超过17.8%即属于高效产品。提升电池效率是许多厂商努力的目标，也有研究的目标是突破这些上限。除了PERC工艺与N-Type电池外，今年最具代表性的研究成果如下：
- 转换效率世界新纪录：由法国Soitec公司、法国微电子研究机构CEA-Leti和德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)共同开发的多结太阳能电池，转换效率高达46%，创下光电转换效率的世界纪录。(相关报导)
- 晶澳高效产品：晶澳在年底打破自己的纪录，将多晶组件转换效率提升到17.2%，远高于15.6%的主流产品。同时，也研发出转换效率达20%的多晶硅电池。(相关报导一、二)
- 薄膜电池效率屡创新高：今年九月，德国ZSW研究中心的研究人员创下CIGS电池21.7%转换效率的纪录，打破先前瑞典研究的成果。(相关报导)美商First Solar成功研发21%的CdTe电池，预计在2015年时可让效率提升到22%，且有望量产。同时，日本Solar Frontier也持续推进CIS薄膜电池的世界纪录，现已达20.9%。(相关报导
- Panasonic与Sharp的电池竞赛：日厂Panasonic于四月间发表了HIT®住宅用太阳能电池，转换效率高达25.6%；同月，Sharp也发表了效率达25.1%的电池，双双超过了25%的门槛。(相关报导)
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| 一栋位于巴黎的建筑物，立面由太阳能板所组成。(照片来源：La Citta Vita via Flickr) |
不少人尝试将太阳能与建筑结合，也就是“建筑整合太阳能”(Building-integrated photovoltaics：BIPV)。为了解决晶硅太阳能电池在遮光与色彩方面的限制，其他材料和技术都被纳入研发。举例来说，薄膜电池因透明度较高而被视为太阳能窗户的选择之一，德国有机太阳能薄膜公司Heliatek便发表了透光度达40%的太阳能电池，适用于建筑物与车顶，不仅能发电，还能减少眩光。
镀膜是另一种常见的选择。美国密西根大学的研究团队于今年成功研发出一款几乎不会吸收可见光的涂料，靠吸收紫外线或远红外线来发电；缺点是，这种涂料的转换效率仅有1%左右，研究团队希望能将其提高到5%。有机太阳能电池也很适合用来研发透明的太阳能电池，美国New Energy所研发的SolarWindow电池已有初步成果，台湾中央大学新世代太阳能电池研究中心也有类似研究。有机太阳能电池的转换效率虽较低，但可在低光环境下发电，很适合建筑物。
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| 密西根大学研究团队所研发的透明太阳能电池。(照片来源：Michigan State University) |
除了透明之外，彩色也很受欢迎。东京大学尖端科学技术研究中心与Sony合作，利用储能型染料敏化太阳能电池开发出会随充电状态变色的彩色太阳能玻璃。同时，也有六名台湾的大学生成立太阳能文创公司，在轻薄透光的太阳能板上进行彩绘，使太阳能板摆脱厚重的特性，增添更多创意。这些多采多姿的太阳能电池可与建筑物结合得更完美。虽然它们的发电效率仍然偏低，但却让BIPV的技术前进了一大步，未来的发展指日可待。
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今年，再生能源相关领域有许多有趣的新科技问世，有些天马行空、有些势在必行。来看看还有哪些引人注目的技术吧！
- 美国苹果公司今年在美国专利局取得内置于行动装置屏幕下的太阳能板的专利。(相关报导)
- 美商SunPartner与3M合作研发了一款称为“Wysips”的透明太阳能板，贴在手机屏幕上后可透过光线充电，还能接收Li-Fi讯息。(相关报导)
- 加拿大公司推出了“Sol”太阳能笔记型电脑，外接一片太阳能充电板，在充足的日光下只要2.5小时就能让电脑充饱电。(相关报导)
- 英国Arup公司与Pro-Teq各自开发出可发光的“太阳能尘土”，可于白天吸收紫外线来发电，晚上用于发光照明。(相关报导)
- IBM与瑞士AirlightEnergy公司合作开发超高聚光太阳能电池系统，可同时聚光发电并利用热能。(相关报导)
- UCLA的教授研发新工艺，用蒸镀法生产钙钛矿太阳能电池，效率可望达到20%，且原料更便宜、污染更低(相关报导)
- 在太阳能电池的表面铺设一层极薄的石英玻璃，并嵌入金字塔形的锥形结构，可有效降低电池发电时的温度、减缓电池老化。(相关报导)
- 美国物理学家提出，奈米技术是提升太阳能电池效能十分可行的方法之一。(相关报导)
- 美国募资网站IndieGoGo今年最引人注目的募资专案之一，就是可发电的太阳能马路。(相关连结)此外，荷兰也铺设了世上第一条太阳能发电脚踏车道。(相关报导)
- 由MIT与Altaeros Energies合作打造的空中风力发电机“BAT”已进入测试阶段，这种风电机可浮升到离地30~90米高处，捕捉更强的风力。(相关报导)
空中风力发电机BAT (照片来源：Altaeros Energies) - Panasonic发表了世界最小的锂电池，长度仅2公分，直径3.5公厘，专为穿戴式装置所研发，已开始量产。(相关报导)
- 英国Bath公共汽车公司成功将人体排泄物与厨余转化为生质燃料，并用于经营特别的“便便公共汽车”。(相关报导)
- 日本丰田汽车今年推出了氢燃料电池电动车“Mirai”，也有许多日本厂商致力于研发家用与车用的氢燃料电池。(相关报导一、二)
回顾系列：变迁中的新能源产业──2014回顾系列(一)：年度大事纪
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